Corretta attivazione del LED. Blog › LED e informazioni generali

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La resistenza limitante viene selezionata 10 - 100 volte più resistenza sensore da mantenere virtualmente forza costante corrente attraverso elettrodi di corrente. Di conseguenza, la tensione sugli elettrodi di misura è proporzionale solo alla resistenza della soluzione.

La resistenza di limitazione Ogre, che garantisce una riduzione della tensione di uscita al valore nominale e che era precedentemente inserita, viene cortocircuitata tramite i contatti b, c.

Se si riduce la resistenza limitante o si aumenta la tensione della sorgente, il bombardamento ionico del catodo provoca un forte riscaldamento del catodo e si verifica il fenomeno dell'emissione termoionica, le densità di corrente aumentano significativamente e la tensione tra gli elettrodi del dispositivo di scarica diminuisce. Questo tipo di scarica è chiamata arco termoionico.

Se la resistenza limite è troppo alta, la scarica ha un carattere senza fiamma. In questo caso, gli ioni del gas, sotto l'influenza delle forze di campo, bombardano il catodo del dispositivo e ne estraggono nuovi elettroni liberi, in modo simile al processo di emissione secondaria. Aumenta il numero di collisioni con le molecole di gas, il che aumenta il numero di ioni e, a sua volta, aumenta il numero di nuovi elettroni liberi espulsi dal catodo. La corrente tende ad aumentare come una valanga, ma la crescente caduta di tensione attraverso la resistenza limitante limita la tensione attraverso il dispositivo a gas, la velocità degli ioni bombardanti e il numero di nuovi elettroni liberi. Pertanto, una scarica a bagliore è caratterizzata da una bassa densità di corrente.

Caricabatterie UZ-400 e il suo circuito operativo.

La CU è dotata di una resistenza di limitazione di 1R (400 ohm) in modo che i raddrizzatori non si brucino quando uno dei condensatori funzionanti si rompe e di conseguenza la corrente danneggiata aumenta. La resistenza 2R (240 kohm) è aggiuntiva poiché non è disponibile un relè polarizzato da 400 V.

Questo circuito è collegato tramite una resistenza limitatrice RK ad una fonte di alimentazione - Ek. La resistenza RK limita l'aumento eccessivo della corrente di collettore nel momento in cui termina l'inversione della magnetizzazione nuclei di ferrite e la reattanza induttiva del carico diventa molto piccola. Il numero di celle collegate all'uscita del circuito è limitato dal valore della corrente, che diminuisce con l'aumentare del numero di avvolgimenti (la reattanza induttiva del carico aumenta) e può diventare insufficiente per l'inversione della magnetizzazione. I diagrammi di tensioni e correnti di una vera cella a transistor in ferrite sono presentati in Fig. 14.10. Gocciolare corrente del collettore Aria condizionata reattanza induttiva nel circuito del collettore. Di più carico induttivo, tanto più l'impulso nel collettore è distorto. Questa circostanza impone una limitazione nella scelta del numero di giri avvolgimento del collettore e numero di celle di carico.

Se si riduce il valore della resistenza limite o si aumenta la tensione della sorgente, il bombardamento ionico del catodo provoca un forte riscaldamento del catodo e si verifica il fenomeno dell'emissione termoionica, le densità di corrente aumentano significativamente e la tensione tra gli elettrodi del dispositivo di scarica diminuisce. Questo tipo di scarica è chiamata arco termoionico.

Componente a due pin che consente di limitare DC a livelli da decimi di milliampere a decine di milliampere è una soluzione semplice per molti circuiti schemi elettrici. Il componente discusso in questo articolo aumenta la stabilità dei dispositivi, ha un prezzo contenuto e consente di semplificare lo sviluppo dei circuiti elettrici e la produzione di molti dispositivi. Il dispositivo a semiconduttore nella maggior parte dei casi ha un design del pacchetto che ricorda un diodo a bassa potenza. A causa della presenza di soli due terminali, i semiconduttori di questa classe sono indicati nella documentazione dei produttori come diodi limitatori di corrente, CLD, e anche chiamati diodi regolatori di corrente, CRD. Il circuito interno del limitatore di corrente non contiene diodi; questo nome è stato mantenuto solo a causa della somiglianza esterna del corpo del dispositivo con un diodo. Cercherò di colmare un po' la mancanza di informazioni sulle proprietà e sull'applicazione del limitatore di corrente a diodi. Ricordiamo alcune informazioni teoriche per il corretto utilizzo del dispositivo.

RICORDIAMO L'INGEGNERIA ELETTRICA

Le fonti di energia sono suddivise in fonti EMF e fonti di corrente. Una sorgente EMF idealizzata ha una resistenza interna pari a zero, la tensione alla sua uscita è uguale all'EMF e non dipende dalla corrente di uscita causata dal carico. Una sorgente di corrente idealizzata ha due parametri infinitamente grandi: resistenza interna e fem, che sono legati da un rapporto costante - corrente. All'aumentare della resistenza di carico, aumenta la FEM, il che rende possibile ottenere la corrente richiesta nel circuito, indipendentemente dalla resistenza di carico. Una proprietà di una sorgente di corrente che consente di ottenere un valore di corrente stabile: quando cambia la resistenza di carico, la FEM della sorgente di corrente cambia in modo tale che il valore di corrente rimanga costante.

Le fonti di corrente esistenti mantengono la corrente al livello richiesto su un intervallo limitato di tensione generata attraverso il carico ed entro un intervallo ristretto di resistenza di carico. Viene considerata una sorgente di corrente idealizzata e una sorgente di corrente reale può funzionare con resistenza di carico pari a zero. Uno di parametri importanti di qualsiasi sorgente di corrente è l'intervallo di resistenza del carico. In realtà, fornire corrente nell'intervallo di resistenza di carico da zero a infinito è impossibile e non necessario. La resistenza dei contatti dei connettori, dei fili e la resistenza di altri elementi viene aggiunta alla resistenza del carico, pertanto non esiste un carico con resistenza zero. Una resistenza infinitamente grande significa che non c'è carico e non scorre corrente; la tensione sui terminali di uscita della sorgente di corrente è uguale al valore massimo. La modalità di chiusura dell'uscita della sorgente di corrente non è un'eccezione o una funzione difficile da implementare della sorgente di corrente; è una delle modalità operative a cui il dispositivo può passare senza problemi se l'uscita viene accidentalmente cortocircuitata ed entra in modalità operativa con la resistenza di carico nominale. La capacità di una sorgente di corrente di fornire corrente costante indipendentemente dalla resistenza del carico è molto preziosa, grazie a questa proprietà l'affidabilità del sistema in cui viene utilizzata aumenta notevolmente; In pratica, una sorgente di corrente è un dispositivo che contiene una sorgente EMF. Alimentatore da laboratorio, batteria, batteria solare tutte queste sono fonti di campi elettromagnetici che forniscono elettricità al consumatore. Uno stabilizzatore o limitatore di corrente viene commutato in serie con la sorgente EMF. L'uscita di questo gruppo di dispositivi collegati in serie è considerata una fonte di corrente utilizzata per alimentare motori elettrici, in sistemi per il rivestimento galvanico di metalli, creando campi magnetici costanti, alimentando LED laser convenzionali, ultraluminosi e molti altri scopi.

La sorgente di corrente più semplice può essere creata utilizzando un limitatore di corrente a diodi. L'entità della limitazione di corrente e l'accuratezza della limitazione corrispondono alla documentazione pubblicata dal produttore.

ESEMPI ED ALCUNI PARAMETRI

La corrente costante al variare della tensione applicata riflette la resistenza dinamica. La porzione orizzontale della caratteristica ha una leggera pendenza, che mostra il rapporto tra una piccola variazione di tensione e la piccola variazione di corrente che provoca. Questo parametro è chiamato resistenza dinamica o resistenza differenziale per analogia con la legge di Ohm. Con grandi variazioni di tensione, la corrente cambia solo leggermente, quindi la resistenza dinamica di un limitatore di corrente a diodi viene misurata in megaohm. Maggiore è il valore di questo parametro, migliore è il limitatore di corrente del diodo.

I limitatori di corrente a diodi sono disponibili presso molti produttori di semiconduttori.

APPLICAZIONE

Non è stato possibile trovare la designazione del circuito e il nome dei limitatori di corrente dei diodi secondo GOST. Negli schemi dell'articolo viene utilizzata la designazione di un diodo convenzionale. La corrente limite può discostarsi fino al 20% dalla corrente nominale. Quando la tensione passa da 2 Volt alla tensione di rottura, anche la corrente limite cambia del 5%. Maggiore è la corrente limite, maggiore sarà la deviazione all'aumentare della tensione. Collegando più diodi limitatori in parallelo è possibile ottenere la stessa corrente di limitazione di quando si utilizza uno solo, ma allo stesso tempo ridurre il minimo possibile tensione operativa allo stesso tempo aumenta l'intervallo di tensione in cui opera il limitatore.

Confrontando i grafici delle caratteristiche corrente-tensione di una sorgente di corrente ideale e di un limitatore di corrente a diodi, si nota una notevole differenza a bassa tensione ai terminali. Per il normale funzionamento di un limitatore di corrente a diodi, è necessaria una tensione superiore a un certo valore, solitamente superiore a due volt. Quando la tensione aumenta da zero a circa due volt, la corrente aumenta da zero al valore limite di corrente corrispondente al tipo di limitatore. Questa parte della caratteristica corrente-tensione assomiglia a quella di un resistore. Con un ulteriore aumento della tensione, la corrente non aumenta: si verifica una limitazione di corrente. In altre parole la corrente può assumere valori da zero gradualmente crescenti fino al valore limite. Quanto più bassa è la tensione alla quale il dispositivo passa alla modalità di limitazione di corrente, tanto più conveniente è utilizzarlo nei circuiti in fase di sviluppo. Con un ulteriore aumento della tensione, la rottura avverrà approssimativamente nell'intervallo di tensione compreso tra cinquanta e cento volt, a seconda del tipo di limitatore. La parte orizzontale della caratteristica ha una pendenza, che riflette qualche cambiamento nel valore limite di corrente a seconda della tensione. Quanto maggiore è la tensione ai morsetti, tanto più il valore limite di corrente si discosta dai dati nominali di corrente. La tensione ai poli del circuito costituito dal carico e dal diodo limitatore di corrente deve essere tale da garantire una tensione ai terminali del diodo limitatore superiore a un volt e mezzo-due. Considera un circuito costituito da un limitatore di corrente a diodi e LED. Con una tensione di alimentazione di 24 volt, i LED non dovrebbero avere più di ventidue volt, altrimenti la luminosità diminuirà. Se il circuito richiede di ridurre la tensione sui LED a un volt e mezzo (supponiamo che il carico sia un LED), la tensione sul limitatore di diodi sarà di 22,5 volt, che gli consentirà di funzionare normalmente e al di sotto la tensione di rottura critica con una riserva di tensione per le sovratensioni. Poiché la luminosità e l'ombra del bagliore del LED dipendono dalla corrente circolante, quando un limitatore di corrente a diodi è collegato al circuito di alimentazione del LED, la modalità corretta e l'affidabilità sono garantite fissando la corrente al livello richiesto e operando in un intervallo di tensione da da due a cento volt.

Questo circuito è facile da convertire a seconda dei LED e della tensione di alimentazione. Uno o più limitatori di corrente a diodi collegati in parallelo nel circuito LED imposteranno la corrente del LED e il numero di LED dipende dall'intervallo di tensione di alimentazione. Utilizzando le fonti di corrente a diodi, puoi costruire un indicatore o apparecchio di illuminazione, progettato per essere alimentato da Tensione CC, attraverso un raddrizzatore e un filtro lampada a led collegato ad una rete a tensione alternata.
Utilizzando un resistore nel circuito di alimentazione del LED dell'indicatore di alimentazione unità di sistema la connessione di un personal computer alla rete ha portato alla rottura del LED. L'uso di un limitatore di corrente a diodi ha permesso di ottenere un funzionamento affidabile dell'indicatore. In questo caso l'indicatore è collegato al connettore di alimentazione, il che semplifica la sostituzione della scheda madre

I limitatori di corrente a diodi possono essere collegati in parallelo. La modalità di potenza del carico richiesta può essere ottenuta modificando il tipo o accendendo in parallelo il numero richiesto di questi dispositivi. Quando si alimenta un LED, i fotoaccoppiatori attraverso un resistore, l'ondulazione della tensione di alimentazione del circuito portano a fluttuazioni di luminosità sovrapposte sulla parte anteriore impulso rettangolare. L'uso di un diodo limitatore di corrente nel circuito di alimentazione del LED, che fa parte dell'accoppiatore ottico, riduce la distorsione segnale digitale trasmesso attraverso un fotoaccoppiatore e aumenta l'affidabilità del canale di trasmissione delle informazioni. L'uso di un limitatore di corrente del diodo che imposta la modalità operativa del diodo zener consente di costruire una semplice sorgente di tensione di riferimento. Quando la corrente di alimentazione cambia del dieci per cento, la tensione sul diodo zener cambia di due decimi di punto percentuale e poiché la corrente è stabile, il valore della tensione di riferimento è stabile quando cambia l'alimentazione al circuito.

L'effetto dell'ondulazione della tensione di alimentazione sulla tensione di riferimento di uscita è ridotto di cento decibel. È possibile sviluppare un riferimento di tensione più economico sostituendo il diodo zener con un resistore. La corrente è fissa, pertanto la tensione ai capi del resistore non cambierà. Quando il resistore del trimmer è collegato in serie con resistore costante diventa possibile impostare con precisione il valore richiesto della tensione di riferimento, cosa che non è possibile fare quando si utilizza un diodo zener.

Utilizzando un limitatore di corrente a diodi e un condensatore, è possibile ottenere un segnale che varia linearmente, una tensione che aumenta o diminuisce a una velocità costante. La corrente che carica o scarica un condensatore è proporzionale alla velocità di variazione della tensione ai capi del condensatore. Se la corrente è fissa, la tensione ai capi del condensatore cambia a velocità costante, in modo lineare. Tensione sul condensatore U(t)=It/C, dove I è la corrente limite del limitatore di corrente del diodo, t è il tempo in cui scorre la corrente, C è la capacità del condensatore. Ad esempio, se la corrente limite è di un milliampere e la capacità del condensatore è di cento microfarad, dopo un secondo la tensione sul condensatore raggiungerà i dieci volt. La rampa di corrente si arresta quando la tensione del condensatore si avvicina alla tensione di alimentazione del circuito limitatore di corrente. Questo circuito di temporizzazione viene utilizzato nei circuiti di segnale a dente di sega e triangolari, nei convertitori e nei dispositivi analogico-digitali inizio morbido elettrodomestici e molti altri.

L'uso di un limitatore di corrente del diodo nel circuito inseguitore dell'emettitore aumenta la resistenza di ingresso del transistor, aumenta il guadagno del circuito e riduce la dissipazione del calore quando il transistor funziona in condizioni critiche.

DISPOSITIVO LIMITATORE DI CORRENTE A DIODI

La base del dispositivo è un transistor ad effetto di campo con giunzione p-n ohm e canale n. La tensione gate-source determina la corrente di drain. Quando si collega il gate al source, la corrente che attraversa il transistor è uguale alla corrente di drain iniziale, che scorre alla tensione di saturazione tra drain e source. Pertanto, per il normale funzionamento del diodo limitatore di corrente, la tensione applicata ai terminali deve essere superiore ad un certo valore pari alla tensione di saturazione transistor ad effetto di campo.

I transistor ad effetto di campo hanno un'ampia diffusione nella corrente di drain iniziale; questo valore non può essere previsto con precisione; I limitatori di corrente a diodi economici sono transistor ad effetto di campo selezionati in corrente in cui il gate è collegato alla sorgente. Per ridurre la corrente limite e aumentare la resistenza dinamica, nel circuito source è incluso un resistore di polarizzazione automatico, che imposta la polarizzazione inversa del gate.

Quando la tensione applicata tra drain e source cambia da saturazione a rottura, la corrente rimane pressoché invariata. Per ottenere la corrente limite del valore richiesto, la resistenza R del resistore viene calcolata utilizzando la formula:

Dove:
Noi noi. - tensione di saturazione drain-source
Ilim - valore limite corrente
Istock. inizio - corrente di drenaggio iniziale

Quando si progetta un limitatore di corrente basato su un transistor ad effetto di campo, la tensione di saturazione drain-source può essere ottenuta dalle caratteristiche di uscita del transistor ad effetto di campo, la corrente di drain iniziale è un valore di riferimento.

Caratteristiche di uscita di un transistor ad effetto di campo con una giunzione p-n KP312A e un canale n.

Quando la polarità della tensione viene modificata, il limitatore di corrente del diodo si trasforma in un diodo normale. Questa proprietà è dovuta al fatto che la giunzione p-n del transistor ad effetto di campo è polarizzata direttamente e la corrente scorre attraverso il circuito gate-drain. Massimo corrente inversa alcuni limitatori di corrente a diodi possono raggiungere i cento milliampere.

FONTE DI CORRENTE 0,5 A E PIÙ

Per stabilizzare le correnti di 0,5-5 ampere e altro ancora, puoi applicare lo schema, elemento principale che è un potente transistor. Un limitatore di corrente a diodi stabilizza la tensione ai capi del resistore da 200 Ohm e alla base del transistor. La modifica del resistore R1 da 0,2 a 10 Ohm imposta la corrente che fluisce al carico. La scelta dei limiti di corrente di stabilizzazione del circuito corrente massima transistor o corrente massima di alimentazione. Applicazione del limitatore di corrente a diodi con il massimo possibile corrente nominale la stabilizzazione migliora la stabilità della corrente di uscita del circuito, ma non dobbiamo dimenticare la tensione operativa minima possibile del limitatore di corrente del diodo. Cambiando il resistore R1 di 1-2 Ohm si cambia significativamente il valore della corrente di uscita del circuito. Questo resistore deve avere un grande potere di dissipazione del calore, la variazione della resistenza dovuta al riscaldamento farà sì che la corrente in uscita si discosti dal valore impostato. È meglio assemblare il resistore R1 da diversi potenti resistori collegati in parallelo. I resistori utilizzati nel circuito devono avere una deviazione minima della resistenza al variare della temperatura. Quando si costruisce una fonte regolabile di corrente stabile o per ottimizzare la corrente di uscita, il resistore da 200 Ohm può essere sostituito con uno variabile. Per migliorare la stabilità della corrente, il transistor è amplificato da un secondo transistor di potenza inferiore. I transistor sono collegati secondo un circuito a transistor composto. Quando si utilizza un transistor composito, la tensione minima di stabilizzazione aumenta.

Questo circuito può essere utilizzato per alimentare solenoidi, elettromagneti, avvolgimenti motori passo-passo, nella galvanica, per caricare batterie e altri scopi. Il transistor deve essere installato sul radiatore. Il design del dispositivo deve fornire una sufficiente dissipazione del calore. Se il budget del progetto consente di aumentare i costi di uno o due rubli e il design del dispositivo consente un aumento dell'area circuito stampato, quindi l'utilizzo di una combinazione parallela di limitatori di corrente a diodi può migliorare i parametri del dispositivo in fase di sviluppo. Cinque componenti del circuito CDLL5305 collegati in parallelo consentiranno di stabilizzare la corrente a dieci milliampere, come nel caso dell'utilizzo di un componente del circuito CDLL257, ma la tensione operativa minima nel caso di cinque CDLL5305 è inferiore, il che è importante per circuiti con basse tensioni di alimentazione. Tra le caratteristiche positive del CDLL5305 c'è anche la sua convenienza, rispetto ai dispositivi del produttore Semitec. La sostituzione di un limitatore di corrente con un gruppo di limitatori di corrente collegati in parallelo consente di ridurre il riscaldamento dei limitatori di corrente a diodi e di spostare indietro il limite superiore dell'intervallo di temperatura. Il pagamento per il funzionamento della sorgente di corrente, indipendentemente dalla resistenza di carico, è la potenza rilasciata dal transistor. In ogni caso, è necessario trovare un compromesso tra il margine di resistenza al carico e il calore generato dal potente elemento di controllo. Per fornire un'ampia gamma di resistenze di carico, è necessario utilizzare una fonte di alimentazione con la massima tensione possibile. Con una corrente di uscita di cento milliampere su un carico di venti ohm, la tensione sarà di due volt e la caduta di tensione sugli elementi della sorgente di corrente sarà di 28 volt quando si alimenta il dispositivo con una tensione di trenta volt. La potenza 28 V*100 mA = 2,8 watt verrà rilasciata sugli elementi del circuito della sorgente di corrente. Quando scegli un radiatore, non dovresti dimenticartene regola semplice: "Non puoi rovinare il porridge con l'olio." Riducendo la massima resistenza di carico possibile si ridurrà la tensione di alimentazione, che ridurrà il riscaldamento del dispositivo, ridurrà le dimensioni del radiatore e aumenterà l'efficienza.

TENSIONE DI ESERCIZIO IN AUMENTO

Per utilizzare limitatori di corrente a diodi a tensioni superiori alla tensione di rottura, uno o più diodi Zener vengono collegati in serie con il limitatore di corrente a diodi e l'intervallo di tensione del limitatore di corrente a diodi viene spostato in base alla quantità di stabilizzazione della tensione da parte del diodo Zener. Il circuito può essere utilizzato per determinare approssimativamente se una soglia di tensione è stata superata.

Non è stato possibile trovare limitatori di corrente a diodi domestici. È probabile che nel tempo la situazione con i dispositivi domestici a semiconduttore di questa classe cambierà.

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Platon Konstantinovich Denisov Simferopol

Un LED è un diodo che si accende quando la corrente lo attraversa. In inglese, un LED è chiamato diodo emettitore di luce, o LED.

Il colore del bagliore del LED dipende dagli additivi aggiunti al semiconduttore. Ad esempio, le impurità di alluminio, elio, indio e fosforo provocano un bagliore dal rosso al giallo. Indio, gallio e azoto fanno brillare il LED dal blu al verde. Quando viene aggiunto un fosforo a un cristallo blu, il LED si illumina di bianco. Attualmente l'industria produce LED di tutti i colori dell'arcobaleno, ma il colore non dipende dal colore dell'alloggiamento del LED, ma dagli additivi chimici presenti nel suo cristallo. Un LED di qualsiasi colore può avere un corpo trasparente.

Il primo LED fu prodotto nel 1962 presso l'Università dell'Illinois. All'inizio degli anni '90 sono nati LED luminosi, e poco dopo super luminoso.
I vantaggi dei LED rispetto alle lampadine a incandescenza sono innegabili, ovvero:

* Basso consumo energetico: 10 volte più economico delle lampadine
* Lunga durata: fino a 11 anni di funzionamento continuo
* Elevata durata: non teme vibrazioni e urti
*Ampia varietà di colori
* Capacità di lavorare sotto bassa tensione
* Sicurezza ambientale e antincendio: assenza di sostanze tossiche nei LED. I LED non si riscaldano, il che previene gli incendi.

Marcature LED

Riso. 1. Design degli indicatori LED da 5 mm

Nel riflettore è posizionato un cristallo LED. Questo riflettore imposta l'angolo di diffusione iniziale.
La luce passa quindi attraverso l'alloggiamento in resina epossidica. Raggiunge l'obiettivo - e poi inizia a disperdersi sui lati con un angolo a seconda del design dell'obiettivo, in pratica - da 5 a 160 gradi.

I LED emettitori possono essere divisi in due grandi gruppi: LED visibili e LED infrarossi (IR). I primi sono utilizzati come indicatori e fonti di illuminazione, i secondi nei dispositivi telecomando, ricetrasmettitori a portata IR, sensori.
I diodi emettitori di luce sono contrassegnati da un codice colore (Tabella 1). Innanzitutto, è necessario determinare il tipo di LED in base al design del suo alloggiamento (Fig. 1), quindi chiarirlo tramite i contrassegni colorati nella tabella.

Riso. 2. Tipi di alloggiamenti LED

Colori LED

I LED sono disponibili in quasi tutti i colori: rosso, arancione, ambra, ambra, verde, blu e bianco. Blu e LED bianco un po' più caro degli altri colori.
Il colore dei LED è determinato dal tipo di materiale semiconduttore di cui è composto e non dal colore della plastica del suo alloggiamento. I LED di qualsiasi colore vengono forniti in una custodia incolore, nel qual caso il colore può essere scoperto solo accendendolo...

Tabella 1. Marcature LED

LED multicolori

Un LED multicolore è progettato in modo semplice; di norma è rosso e verde combinati in un unico alloggiamento con tre gambe. Modificando la luminosità o il numero di impulsi su ciascun cristallo, puoi ottenere diversi colori di bagliore.

I LED sono collegati a una sorgente di corrente, anodo al positivo, catodo al negativo. Il meno (catodo) del LED è solitamente contrassegnato da un piccolo taglio del corpo o da un cavo più corto, ma ci sono delle eccezioni, quindi è meglio chiarire questo fatto in specifiche tecniche LED specifico.

In assenza di tali indicazioni la polarità può essere determinata sperimentalmente collegando brevemente il LED alla tensione di alimentazione tramite l'apposito resistore. Tuttavia, questo non è il modo migliore per determinare la polarità. Inoltre, per evitare la rottura termica del LED o una brusca riduzione della sua durata, è impossibile determinare la polarità “a caso” senza un resistore limitatore di corrente. Per test rapidi, un resistore con una resistenza nominale di 1k ohm è adatto per la maggior parte dei LED purché la tensione sia pari o inferiore a 12 V.

Un avvertimento: non puntare il raggio LED direttamente sul proprio occhio (o su quello di un amico) a distanza ravvicinata, poiché ciò potrebbe danneggiare la vista.

Tensione di alimentazione

Le due caratteristiche principali dei LED sono la caduta di tensione e la corrente. Tipicamente, i LED sono progettati per una corrente di 20 mA, ma ci sono delle eccezioni, ad esempio i LED quad-chip sono generalmente progettati per 80 mA, poiché un alloggiamento LED contiene quattro cristalli semiconduttori, ciascuno dei quali consuma 20 mA. Per ciascun LED sono consentiti i valori della tensione di alimentazione Umax e Umaxrev (rispettivamente per commutazione diretta e inversa). Quando vengono applicate tensioni superiori a questi valori, si verifica un guasto elettrico a seguito del quale il LED si guasta. Esiste inoltre un valore minimo della tensione di alimentazione Umin al quale si accende il LED. L'intervallo delle tensioni di alimentazione compreso tra Umin e Umax è chiamato zona “di lavoro”, poiché è qui che opera il LED.

Tensione di alimentazione: questo parametro non è applicabile al LED. I LED non hanno questa caratteristica, quindi non è possibile collegarli direttamente a una fonte di alimentazione. La cosa principale è che la tensione con cui è alimentato il LED (tramite un resistore) sia superiore alla caduta di tensione diretta del LED (la caduta di tensione diretta è indicata nelle caratteristiche anziché nella tensione di alimentazione e per i LED indicatori convenzionali è compresa tra in media da 1,8 a 3,6 volt).
La tensione indicata sulla confezione del LED non è la tensione di alimentazione. Questa è la quantità di caduta di tensione sul LED. Questo valore è necessario per calcolare la tensione rimanente che non è “caduta” sul LED, che prende parte alla formula per il calcolo della resistenza del resistore limitatore di corrente, poiché è questa che necessita di essere regolata.
Una variazione della tensione di alimentazione di appena un decimo di volt per un LED convenzionale (da 1,9 a 2 volt) provocherà un aumento del cinquanta per cento della corrente che scorre attraverso il LED (da 20 a 30 milliampere).

Per ciascun LED della stessa potenza, la tensione adatta potrebbe essere diversa. Accendendo in parallelo più LED della stessa potenza e collegandoli ad una tensione, ad esempio, di 2 volt, rischiamo, a causa della variazione delle caratteristiche, di bruciare rapidamente alcune copie e di sottoilluminarne altre. Pertanto, quando si collega un LED, è necessario monitorare non la tensione, ma la corrente.

Il valore corrente del LED è il parametro principale e solitamente è 10 o 20 milliampere. Non importa quale sia la tensione. La cosa principale è che la corrente che scorre nel circuito LED corrisponde al valore nominale del LED. E la corrente è regolata da un resistore collegato in serie, il cui valore è calcolato dalla formula:

R
Upit— tensione della fonte di alimentazione in volt.
In salita- caduta di tensione diretta attraverso il LED in volt (indicata nelle specifiche e solitamente è in zona 2 volt). A collegamento sequenziale Per più LED le cadute di tensione vengono sommate.
IO— corrente diretta massima del LED in ampere (indicata nelle specifiche e solitamente è 10 o 20 milliampere, ovvero 0,01 o 0,02 ampere). Quando più LED sono collegati in serie, la corrente diretta non aumenta.
0,75 — coefficiente di affidabilità del LED.

Inoltre, non dovremmo dimenticare la potenza del resistore. La potenza può essere calcolata utilizzando la formula:

P— potenza del resistore in watt.
Upit— tensione effettiva (efficace, valore quadratico medio) della fonte di alimentazione in volt.
In salita— caduta di tensione diretta attraverso il LED in volt (indicata nelle specifiche e solitamente localizzata nell'area 2 volt). Quando più LED sono collegati in serie, le cadute di tensione si sommano. .
R— resistenza del resistore in ohm.

Calcolo del resistore limitatore di corrente e della sua potenza per un LED

Caratteristiche tipiche dei LED

Parametri tipici dell'indicatore LED bianco: corrente 20 mA, tensione 3.2 B. Pertanto, la sua potenza è 0,06 W.

Anche i LED sono considerati a basso consumo montaggio superficiale-SMD. Illuminano i tasti del cellulare, lo schermo del monitor, se retroilluminato a LED, decorativo Strisce LED su base autoadesiva e molto altro ancora. Esistono due tipi più comuni: SMD 3528 e SMD 5050. Il primo contiene lo stesso cristallo degli indicatori LED con cavi, ovvero la sua potenza è 0,06 W. Ma il secondo ha tre di questi cristalli, quindi non può più essere chiamato LED: è un gruppo LED. È comune chiamare LED SMD 5050, ma questo non è del tutto corretto. Queste sono assemblee. La loro potenza totale è, rispettivamente, 0,2 W.
La tensione operativa di un LED dipende dal materiale semiconduttore di cui è costituito, esiste quindi una relazione tra il colore del LED e la sua tensione operativa;

Tabella della caduta di tensione dei LED in base al colore

Dall'entità della caduta di tensione durante il test dei LED con un multimetro, è possibile determinare il colore approssimativo del bagliore del LED secondo la tabella.

Coerente e collegamento in parallelo LED

Quando si collegano i LED in serie, la resistenza del resistore limitatore viene calcolata come con un LED, semplicemente le cadute di tensione di tutti i LED vengono sommate secondo la formula:

Quando si collegano i LED in serie, è importante sapere che tutti i LED utilizzati nella ghirlanda devono essere della stessa marca. Questa affermazione non dovrebbe essere presa come una regola, ma come una legge.

Per scoprire qual è il numero massimo di LED che possono essere utilizzati in una ghirlanda, dovresti usare la formula

* Nmax – numero massimo consentito di LED in una ghirlanda
* Upit – Voltaggio della fonte di alimentazione, come una batteria o un accumulatore. In volt.
* Upr - Tensione continua del LED ricavata dalle sue caratteristiche del passaporto (solitamente varia da 2 a 4 volt). In volt.
* Con i cambiamenti di temperatura e l'invecchiamento del LED, Upr potrebbe aumentare. Coeff. 1.5 dà un margine per un caso del genere.

Con questo calcolo, “N” può avere una forma frazionaria, ad esempio 5.8. Naturalmente non potrai utilizzarlo 5,8 LED, quindi, la parte frazionaria del numero va scartata, lasciando solo il numero intero, cioè 5.

La resistenza di limitazione per la commutazione sequenziale dei LED viene calcolata esattamente come per la commutazione singola. Ma nelle formule viene aggiunta un'altra variabile "N": il numero di LED nella ghirlanda. È molto importante che il numero di LED nella ghirlanda sia inferiore o uguale a "Nmax" - il numero massimo consentito di LED. In generale deve essere soddisfatta la seguente condizione: N =

Ora presentiamo le formule di calcolo modernizzate per la connessione sequenziale.

Tutti gli altri calcoli vengono eseguiti allo stesso modo del calcolo di un resistore quando il LED è acceso individualmente.

Se la tensione di alimentazione non è sufficiente nemmeno per due LED collegati in serie, ciascun LED deve avere la propria resistenza di limitazione.

Il collegamento in parallelo dei LED con un resistore comune è una pessima soluzione. Di norma, i LED hanno una serie di parametri, ciascuno dei quali richiede tensioni leggermente diverse, il che rende tale connessione praticamente impraticabile. Uno dei diodi si illuminerà più intensamente e assorbirà più corrente finché non si guasta. Questa connessione accelera notevolmente il naturale degrado del cristallo LED. Se i LED sono collegati in parallelo, ogni LED deve avere la propria resistenza di limitazione.

Un collegamento in serie di LED è preferibile anche dal punto di vista del consumo economico della fonte di alimentazione: l'intera catena seriale consuma esattamente la stessa corrente di un LED. E quando sono collegati in parallelo, la corrente è tante volte maggiore di LED paralleli ce l'abbiamo.

Calcolare la resistenza di limitazione per i LED collegati in serie è semplice come per uno singolo. Sommiamo semplicemente la tensione di tutti i LED, sottraiamo la somma risultante dalla tensione dell'alimentatore (questa sarà la caduta di tensione sul resistore) e la dividiamo per la corrente dei LED (solitamente 15-20 mA).

Cosa succede se abbiamo molti LED, diverse decine, e l'alimentatore non consente di collegarli tutti in serie (non c'è abbastanza tensione)? Quindi determiniamo, in base alla tensione della fonte di alimentazione, quanti LED massimi possiamo collegare in serie. Ad esempio, per 12 volt, si tratta di 5 LED a due volt. Perché non 6? Ma qualcosa deve cadere anche sulla resistenza limitatrice. Qui prendiamo i restanti 2 volt (12 - 5x2) per il calcolo. Per una corrente di 15 mA, la resistenza sarà 2/0,015 = 133 Ohm. Lo standard più vicino è 150 Ohm. Ma ora possiamo collegare quante catene di cinque LED e un resistore ciascuna desideriamo. Questo metodo è chiamato connessione in serie parallela.

Se ci sono i LED marche diverse poi li combiniamo in modo tale che ogni ramo contenga LED di UN solo tipo (o con la stessa corrente di funzionamento). In questo caso non è necessario mantenere le stesse tensioni perché calcoliamo la nostra resistenza per ogni ramo.

Successivamente considereremo un circuito stabilizzato per l'accensione dei LED. Tocchiamo la produzione di uno stabilizzatore di corrente. C'è un chip KR142EN12 ( analogo straniero LM317), che permette di costruire uno stabilizzatore di corrente molto semplice. Per collegare un LED (vedi figura), viene calcolato il valore di resistenza R = 1,2 / I (1,2 è la caduta di tensione nello stabilizzatore), ovvero con una corrente di 20 mA, R = 1,2 / 0,02 = 60 Ohm. Gli stabilizzatori sono progettati per tensione massima a 35 volt. È meglio non sovraccaricarli e fornire un massimo di 20 volt. Accendendo, ad esempio, un led bianco da 3,3 volt, sarà possibile fornire allo stabilizzatore una tensione compresa tra 4,5 e 20 volt, mentre la corrente sul led corrisponderà ad un valore costante di 20 mA. Con una tensione di 20V, troviamo che è possibile collegare in serie 5 LED bianchi a tale stabilizzatore, senza preoccuparsi della tensione su ciascuno di essi, la corrente nel circuito scorrerà 20mA (la tensione in eccesso si spegnerà sullo stabilizzatore ).

Importante! Un dispositivo con un gran numero di LED trasporta molta corrente. È severamente vietato collegare tale dispositivo a una fonte di alimentazione attiva. In questo caso, nel punto di connessione si verifica una scintilla, che porta alla comparsa di un grande impulso di corrente nel circuito. Questo impulso disabilita i LED (soprattutto blu e bianco). Se i LED funzionano in modalità dinamica (costantemente accesi, spenti e lampeggianti) e questa modalità si basa sull'uso di un relè, è necessario evitare che si verifichi una scintilla sui contatti del relè.

Ogni catena dovrebbe essere assemblata da LED con gli stessi parametri e dello stesso produttore.
Anche importante! Cambiamento di temperatura ambiente influenza il flusso di corrente attraverso il cristallo. Pertanto, è consigliabile realizzare il dispositivo in modo che la corrente che scorre attraverso il LED non sia di 20 mA, ma di 17-18 mA. La perdita di luminosità sarà insignificante, ma sarà garantita una lunga durata.

Come alimentare un LED da una rete 220 V.

Sembrerebbe che tutto sia semplice: mettiamo in serie un resistore e basta. Ma è necessario ricordare una caratteristica importante del LED: la tensione inversa massima consentita. Per la maggior parte dei LED si tratta di circa 20 volt. E quando lo colleghi alla rete con polarità inversa (la corrente è alternata, mezzo ciclo va in una direzione e la seconda metà nella direzione opposta), ad essa verrà applicata l'intera tensione di ampiezza della rete - 315 volt ! Da dove viene questa cifra? 220 V è la tensione effettiva, ma l'ampiezza è (radice di 2) = 1,41 volte maggiore.
Pertanto, per salvare il LED, è necessario posizionare un diodo in serie con esso, che non consentirà il passaggio della tensione inversa.

Un'altra opzione per collegare un LED a un alimentatore da 220 V:

Oppure metti due LED uno dietro l'altro.

L'opzione di alimentazione dalla rete con un resistore di spegnimento non è la più ottimale: attraverso il resistore verrà rilasciata una potenza significativa. Infatti, se utilizziamo un resistore da 24 kOhm (corrente massima 13 mA), la potenza dissipata ai suoi capi sarà di circa 3 W. Puoi ridurlo della metà collegando un diodo in serie (quindi il calore verrà rilasciato solo durante un semiciclo). Il diodo deve avere una tensione inversa di almeno 400 V. Quando si accendono due contatori LED (ci sono anche quelli con due cristalli in un alloggiamento, solitamente di colori diversi, un cristallo è rosso, l'altro è verde), è possibile metti due resistori da due watt, ciascuno con il doppio della resistenza in meno.
Lo prenoterò utilizzando un resistore alta resistenza(ad esempio 200 kOhm) è possibile accendere il LED senza diodo di protezione. La corrente di rottura inversa sarà troppo bassa per causare la distruzione del cristallo. Naturalmente, la luminosità è molto bassa, ma, ad esempio, per accendere un interruttore in una camera da letto al buio, sarà sufficiente.
A causa del fatto che la corrente nella rete è alternata, è possibile evitare inutili sprechi di elettricità riscaldando l'aria con una resistenza limitatrice. Il suo ruolo può essere svolto da un condensatore che fa passare corrente alternata senza riscaldamento. Perché è così è una questione separata, la considereremo più avanti. Ora dobbiamo sapere che affinché un condensatore possa passare corrente alternata, entrambi i semicicli della rete devono attraversarlo. Ma il LED conduce la corrente solo in una direzione. Ciò significa che posizioniamo un diodo normale (o un secondo LED) controparallelo al LED e salterà il secondo semiciclo.

Ma ora abbiamo disconnesso il nostro circuito dalla rete. Sul condensatore è rimasta una certa tensione (fino all'ampiezza completa, se ricordiamo, pari a 315 V). Per evitare scosse elettriche accidentali, forniremo una resistenza di scarica di alto valore parallela al condensatore (in modo che durante il normale funzionamento lo attraversi una piccola corrente senza provocarne il riscaldamento), che, una volta disconnessa dalla rete, scaricherà il condensatore in una frazione di secondo. E per la protezione contro gli impulsi corrente di carica Installeremo anche un resistore a bassa resistenza. Svolgerà anche il ruolo di un fusibile, bruciandosi istantaneamente in caso di guasto accidentale del condensatore (niente dura per sempre, e succede anche questo).

Il condensatore deve essere per una tensione di almeno 400 volt o speciale per i circuiti AC tensione di almeno 250 volt.
E se vogliamo farlo Lampadina a LED da diversi LED? Li accendiamo tutti in serie; per tutti è sufficiente un controdiodo.

Il diodo deve essere progettato per una corrente non inferiore alla corrente che attraversa i LED e la tensione inversa non deve essere inferiore alla somma della tensione ai capi dei LED. Meglio ancora, prendi un numero pari di LED e accendili uno dopo l'altro.

Nella figura ci sono tre LED in ogni catena; in realtà ce ne possono essere più di una dozzina.
Come calcolare un condensatore? Dall'ampiezza della tensione della rete 315 V, sottraiamo la somma della caduta di tensione sui LED (ad esempio, per tre bianchi è di circa 12 volt). Otteniamo la caduta di tensione sul condensatore Up=303 V. La capacità in microfarad sarà uguale a (4,45*I)/Up, dove I è la corrente richiesta attraverso i LED in milliampere. Nel nostro caso, per 20 mA la capacità sarà (4,45*20)/303 = 89/303 ~= 0,3 µF. È possibile posizionare due condensatori da 0,15 µF (150 nF) in parallelo.

Gli errori più comuni quando si collegano i LED

1. Collegare il LED direttamente alla fonte di alimentazione senza limitatore di corrente (resistore o chip driver speciale). Discusso sopra. Il LED si guasta rapidamente a causa della corrente scarsamente controllata.

2. Collegamento dei LED collegati in parallelo a un resistore comune. Innanzitutto, a causa della possibile dispersione dei parametri, i LED si accenderanno con luminosità diversa. In secondo luogo, e cosa più importante, se uno dei LED si guasta, la corrente del secondo raddoppierà e potrebbe anche bruciarsi. Se si utilizza una resistenza, è consigliabile collegare i LED in serie. Quindi, quando calcoliamo il resistore, lasciamo la stessa corrente (ad esempio 10 mA) e sommiamo la caduta di tensione diretta dei LED (ad esempio 1,8 V + 2,1 V = 3,9 V).

3. Accensione dei LED in serie, progettati per correnti diverse. In questo caso, uno dei LED si consumerà o si illuminerà debolmente, a seconda dell'impostazione corrente del resistore limitatore.

4. Installazione di un resistore con resistenza insufficiente. Di conseguenza, la corrente che scorre attraverso il LED è troppo elevata. Poiché parte dell'energia viene convertita in calore a causa di difetti nel reticolo cristallino, a correnti elevate diventa eccessiva. Il cristallo si surriscalda, con conseguente riduzione significativa della sua durata. Con un aumento ancora maggiore della corrente dovuto al riscaldamento della regione della giunzione pn, l'efficienza quantica interna diminuisce, la luminosità del LED diminuisce (questo è particolarmente evidente per i LED rossi) e il cristallo inizia a collassare catastroficamente.

5. Collegare il LED ad una rete di corrente alternata (es. 220 V) senza adottare misure per limitare la tensione inversa. Per la maggior parte dei LED, la tensione inversa massima consentita è di circa 2 volt, mentre la tensione di semiciclo inverso quando il LED è bloccato crea una caduta di tensione ai suoi capi pari alla tensione di alimentazione. Ce ne sono molti vari schemi, esclusi gli effetti distruttivi della tensione inversa. Il più semplice è discusso sopra.

6. Installazione di una resistenza di potenza insufficiente. Di conseguenza, il resistore diventa molto caldo e inizia a sciogliere l'isolamento dei fili che lo toccano. Quindi la vernice brucia e alla fine crolla sotto l'influenza alta temperatura. Un resistore non può dissipare in sicurezza più della potenza per la quale è stato progettato.

LED lampeggianti

Un LED lampeggiante (MSD) è un LED con un generatore di impulsi integrato con una frequenza di lampeggio di 1,5 -3 Hz.
Nonostante la sua compattezza, il LED lampeggiante include un chip generatore a semiconduttore e alcuni elementi aggiuntivi. Vale anche la pena notare che il LED lampeggiante è abbastanza universale: la tensione di alimentazione di un tale LED può variare da 3 a 14 volt per quelli ad alta tensione e da 1,8 a 5 volt per quelli a bassa tensione.

Qualità distintive dei LED lampeggianti:

Alcune versioni di LED lampeggianti possono avere diversi LED multicolori (solitamente 3) integrati con frequenze di flash diverse.
L'uso di LED lampeggianti è giustificato in dispositivi compatti in cui vengono posti requisiti elevati in termini di dimensioni degli elementi radio e di alimentazione - i LED lampeggianti sono molto economici, perché circuito elettronico L'MSD è realizzato su strutture MOS. Un LED lampeggiante può facilmente sostituire un'intera unità funzionale.

Condizionale designazione grafica LED lampeggiante acceso schemi elettrici non è diverso dalla designazione di un LED normale, tranne per il fatto che le linee delle frecce sono tratteggiate e simboleggiano le proprietà lampeggianti del LED.

Se guardate attraverso il corpo trasparente del led lampeggiante noterete che è composto da due parti. Un cristallo di diodi emettitori di luce è posizionato sulla base del catodo (terminale negativo).
Il chip del generatore si trova sulla base del terminale dell'anodo.
Tre ponticelli in filo dorato collegano tutte le parti di questo dispositivo combinato.

È facile distinguere un MSD da un normale LED in base a aspetto, guardando il suo corpo alla luce. All'interno dell'MSD sono presenti due substrati approssimativamente della stessa dimensione. Sul primo di essi si trova un cubo cristallino di un emettitore di luce realizzato in una lega di terre rare.
Per ingrandire flusso luminoso Per la focalizzazione e la formazione del fascio viene utilizzato un riflettore parabolico in alluminio (2). In un MSD ha un diametro leggermente inferiore a quello di un LED convenzionale, poiché la seconda parte dell'alloggiamento è occupata da un substrato con un circuito integrato (3).
Dal punto di vista elettrico i due substrati sono collegati tra loro tramite due ponticelli in filo dorato (4). L'alloggiamento dell'MSD (5) è realizzato in plastica opaca che diffonde la luce o in plastica trasparente.
L'emettitore nell'MSD non si trova sull'asse di simmetria dell'alloggiamento, quindi per garantire un'illuminazione uniforme, viene spesso utilizzata una guida di luce diffusa colorata monolitica. Un corpo trasparente si trova solo nei DMS di grande diametro con un diagramma di radiazione stretto.

Il chip del generatore è costituito da un oscillatore principale ad alta frequenza: funziona costantemente, la sua frequenza, secondo varie stime, oscilla intorno a 100 kHz; Un divisore basato su elementi logici lavora insieme al generatore RF, che divide l'alta frequenza ad un valore di 1,5-3 Hz. L'uso di un generatore ad alta frequenza insieme ad un divisore di frequenza è dovuto al fatto che l'implementazione di un generatore a bassa frequenza richiede l'uso di un condensatore con grande capacità per il circuito di temporizzazione.

Per portare l'alta frequenza ad un valore di 1-3 Hz, vengono utilizzati divisori su elementi logici, che sono facili da posizionare su una piccola area del chip semiconduttore.
Oltre all'oscillatore RF principale e al divisore, è dotato il substrato semiconduttore chiave elettronica e un diodo protettivo. I LED lampeggianti, progettati per una tensione di alimentazione di 3-12 volt, hanno anche un resistore di limitazione integrato. Gli MSD a bassa tensione non hanno un resistore di limitazione. È necessario un diodo protettivo per prevenire il guasto del microcircuito quando l'alimentazione viene invertita.

Per un funzionamento affidabile e a lungo termine degli MSD ad alta tensione, è consigliabile limitare la tensione di alimentazione a 9 volt. All'aumentare della tensione, aumenta la dissipazione di potenza dell'MSD e, di conseguenza, aumenta il riscaldamento del cristallo semiconduttore. Con il passare del tempo, il calore eccessivo può causare il rapido degrado del LED lampeggiante.

Puoi verificare in sicurezza la funzionalità di un LED lampeggiante utilizzando una batteria da 4,5 volt e una resistenza da 51 ohm collegata in serie al LED, con una potenza di almeno 0,25 W.

La funzionalità del diodo IR può essere verificata utilizzando la fotocamera di un cellulare.
Accendiamo la fotocamera in modalità di scatto, catturiamo il diodo sul dispositivo (ad esempio un telecomando) nell'inquadratura, premiamo i pulsanti sul telecomando, in questo caso il diodo IR funzionante dovrebbe lampeggiare.

In conclusione, dovresti prestare attenzione a problemi come la saldatura e il montaggio dei LED. Anche questo è molto questioni importanti, che influiscono sulla loro vitalità.
LED e microcircuiti temono la connessione statica, errata e il surriscaldamento di queste parti dovrebbero essere il più veloci possibile. Dovresti utilizzare un saldatore a bassa potenza con una temperatura della punta non superiore a 260 gradi e la saldatura non dovrebbe richiedere più di 3-5 secondi (raccomandazioni del produttore). Sarebbe una buona idea usare una pinzetta medica durante la saldatura. Il LED viene preso con una pinzetta più in alto rispetto al corpo, il che fornisce un'ulteriore rimozione del calore dal cristallo durante la saldatura.
Le gambe del LED devono essere piegate con un raggio piccolo (in modo che non si rompano). A causa delle complesse piegature, le gambe alla base della cassa devono rimanere nella posizione di fabbrica e devono essere parallele e non sollecitate (altrimenti il cristallo si stancherà e cadrà dalle gambe).

› LED e informazioni generali

Terminologia in russo

Collegamento sequenziale dei componenti radio- questo è quando le parti sono collegate tra loro solo da un lato, cioè in sequenza:

Il collegamento parallelo dei componenti radio avviene quando le parti sono collegate tra loro in due punti: all'inizio e alla fine:

Voltaggio - la forza con cui l'elettricità viene “pressata” in un filo per crearne la corrente.
È simile alla differenza di pressione all'inizio e alla fine della tubazione, a seconda della forza della pompa che spinge l'acqua nel tubo.
Misurato in volt (V).

Attuale- “la quantità di elettricità” che passa attraverso un filo nell'unità di tempo.
Simile alla quantità di acqua che passa attraverso un tubo.
Misurato in Ampere (A).

Resistenza- una forza che impedisce il passaggio dell'elettricità.
Simile ad un restringimento di un tubo che impedisce il libero deflusso dell'acqua.
Misurato in ohm (ohm).

Energia- una caratteristica che riflette la capacità, ad esempio, di un resistore di far passare la corrente elettrica senza danneggiarsi (surriscaldamento o distruzione).
Simile allo spessore delle pareti della zona di restringimento del tubo.

DC- questo è quando l'elettricità scorre costantemente in una direzione, dal più al meno.
Queste sono batterie, accumulatori, corrente dopo i raddrizzatori.
È simile al flusso d'acqua guidato da una pompa attraverso un tubo ad anello in una direzione.

Caduta di tensione- differenza di potenziale prima e dopo la parte resistente corrente elettrica, cioè la tensione misurata ai contatti di questa parte.
Simile alla differenza di pressione dell'acqua mossa da una pompa in circolo, prima e dopo uno dei restringimenti del tubo.

AC- questo è quando l'elettricità scorre prima e poi torna indietro, cambiando la direzione del movimento in quella opposta con una certa frequenza, ad esempio 50 volte al secondo.
Questo rete elettrica illuminazione, prese. In essi, un filo (zero) è comune, rispetto al quale la tensione nell'altro filo (fase) è positiva o negativa. Di conseguenza, quando si collega, ad esempio, un bollitore elettrico, la corrente scorre in una direzione o nell'altra.
È simile al movimento dell'acqua, che la pompa, attraverso un tubo (fase) abbassato dall'alto, spreme nel serbatoio (zero) o ne aspira.

Frequenza CA- il numero di cicli completi (periodi) di cambiamento della direzione della corrente (avanti e indietro) al secondo.
Misurato in hertz (Hz). Un periodo al secondo equivale alla frequenza di 1 hertz.
La corrente alternata ha semicicli diretti e inversi (cioè positivi e negativi).
Nelle reti elettriche domestiche russe (nelle prese e nelle lampadine) la frequenza è di 50 hertz.

Le caratteristiche più importanti dei LED:

1. Polarità.

Il LED è un semiconduttore. Fa passare la corrente attraverso se stesso in una sola direzione (proprio come un normale diodo). In questo momento si accende. Pertanto, quando si collega un LED, la polarità della sua connessione è importante. Se il LED è collegato a corrente alternata (la cui polarità cambia, ad esempio, 50 volte al secondo, come in una presa), il LED passerà corrente in un semiciclo e non nell'altro, cioè lampeggerà rapidamente, cosa che però è quasi impercettibile agli occhi.

Noto che quando si collega un LED alla corrente alternata, è necessario proteggerlo dall'azione della tensione inversa di semiciclo, poiché la tensione inversa massima consentita per la maggior parte dei LED indicatori è entro pochi volt. Per fare questo, parallelamente al LED ma con polarità inversaè necessario accendere qualsiasi diodo al silicio che consenta alla corrente di fluire nella direzione opposta e organizzare su se stesso una caduta di tensione che non superi la tensione inversa massima consentita del LED.

Il negativo (catodo) del LED è solitamente contrassegnato da un piccolo taglio nel corpo o da un cavo più corto. In assenza di tali indicazioni la polarità può essere determinata sperimentalmente collegando brevemente il LED alla tensione di alimentazione tramite l'apposito resistore. Tuttavia, questo non è il modo migliore per determinare la polarità. Inoltre, per evitare la rottura termica del LED o una brusca riduzione della sua durata, non è possibile determinare la polarità “a caso” senza un resistore appropriato!

Tensione di alimentazione: questo parametro non è applicabile al LED. I LED non hanno questa caratteristica, perché i LED non possono essere collegati direttamente a una fonte di alimentazione. La cosa principale è che la tensione con cui è alimentato il LED (tramite un resistore) sia superiore alla caduta di tensione diretta del LED (la caduta di tensione diretta è indicata nelle caratteristiche anziché nella tensione di alimentazione e per i LED indicatori convenzionali è compresa tra in media da 1,8 a 3,6 volt).

La tensione di alimentazione non può essere una caratteristica di un LED, poiché per ogni LED della stessa potenza la tensione adatta può essere diversa. Accendendo in parallelo più LED della stessa potenza e collegandoli ad una tensione, ad esempio, di 2 volt, rischiamo, a causa della variazione delle caratteristiche, di bruciare rapidamente alcune copie e di sottoilluminarne altre. Pertanto, quando si collega un LED, è necessario monitorare non la tensione, ma la corrente.

La corrente nominale della maggior parte degli indicatori LED corrisponde a 10 o 20 milliampere (i LED estranei spesso indicano 20 mA) ed è regolata individualmente per ciascun LED dalla resistenza di un resistore collegato in serie. Inoltre, la potenza del resistore non deve essere inferiore al livello calcolato, altrimenti potrebbe surriscaldarsi. La posizione del resistore (sul lato positivo del LED o sul lato negativo) non ha importanza.

Poiché per il LED è importante che la sua corrente corrisponda alla corrente nominale, diventa chiaro il motivo per cui non dovrebbe essere collegato direttamente alla tensione di alimentazione. Se, ad esempio, con una tensione di 1,9 volt la corrente è di 20 milliampere, con una tensione di 2 volt la corrente sarà già di 30 milliampere. La tensione è cambiata solo di un decimo di volt e la corrente è aumentata del 50% e ha ridotto significativamente la durata del LED. E se colleghi anche un resistore approssimativamente calcolato in serie con il LED, la regolazione della corrente sarà molto più precisa.

Calcolo del resistore limitatore di corrente
Valore del resistore:

R = (Su. - Su.) / (I * 0,75)

- Upit. - tensione di alimentazione in volt.
- Autunno. -caduta di tensione diretta attraverso il LED in volt (indicata nelle specifiche e solitamente è di circa 2 volt). Quando più LED sono collegati in serie, le cadute di tensione si sommano.
- I è la corrente diretta massima del LED in ampere (indicata nelle specifiche e solitamente è 10 o 20 milliampere, ovvero 0,01 o 0,02 ampere). Quando più LED sono collegati in serie, la corrente diretta non aumenta.
- 0,75 - coefficiente di affidabilità del LED.

Potenza minima del resistore:

P = (Upit. - Aggiorna.) ^ 2 / R

P è la potenza del resistore in watt.
- Upit. - tensione effettiva (effettiva, radice quadrata) della fonte di alimentazione in volt.
- Autunno. - caduta di tensione diretta attraverso il LED in volt (indicata nelle specifiche e solitamente è di circa 2 volt). Quando più LED sono collegati in serie, le cadute di tensione si sommano. .
- R - resistenza del resistore in ohm.

Limitazione della tensione inversa quando si collega il LED alla corrente CA

Quando si collega un LED alla corrente alternata, è necessario limitare l'influenza della tensione di semiciclo inverso, che è pericolosa per esso. Per la maggior parte dei LED, la tensione inversa massima consentita è solo di circa 2 volt e poiché il LED è bloccato nella direzione opposta e praticamente non scorre corrente attraverso di esso, la caduta di tensione ai suoi capi diventa totale, cioè uguale alla tensione di alimentazione. Di conseguenza, la tensione di alimentazione del semiciclo inverso completo appare sui terminali del diodo.

Per creare una caduta di tensione accettabile sul LED per il semiciclo inverso, è necessario far passare la corrente inversa “attraverso di esso”. Per fare ciò, in parallelo al LED, ma con polarità inversa, è necessario accendere un qualsiasi diodo al silicio (la marcatura inizia con 2D... o CD...), progettato per una corrente diretta non inferiore a quella che scorre nel circuito (ad esempio, 10 mA).

Il diodo salterà il semiciclo problematico e creerà una caduta di tensione su se stesso, che è il contrario per il LED. Ciò farà sì che la tensione inversa del LED sia uguale alla caduta di tensione diretta del diodo (per i diodi al silicio è di circa 0,5-0,7 V), che è inferiore al limite di 2 volt della maggior parte dei LED. Il contrario è massimo tensione consentita per un diodo è significativamente superiore a 2 volt e, a sua volta, viene ridotto con successo dalla caduta di tensione diretta del LED. Di conseguenza, tutti sono felici.

Per motivi di risparmio di spazio si dovrebbe dare la preferenza ai diodi di piccole dimensioni (ad esempio il diodo KD522B, che tra l'altro viene utilizzato in filtri di rete"Pilot" è per questo scopo). Invece di un diodo al silicio, è anche possibile installare un secondo LED con una corrente diretta massima simile o superiore, ma a condizione che per entrambi i LED la caduta di tensione di un LED non superi la tensione inversa massima consentita dell'altro.

Nota: alcuni radioamatori non proteggono il LED dalla tensione inversa, sostenendo che il LED non si brucia comunque. Tuttavia, un tale regime è pericoloso. Quando una tensione inversa supera quella specificata nelle specifiche LED (solitamente 2 V) ad ogni semiciclo inverso a causa dell'esposizione a forti campo elettrico nella giunzione pn si verifica una rottura elettrica del LED e la corrente lo attraversa nella direzione opposta.

Il guasto elettrico stesso è reversibile, ovvero non danneggia il diodo e quando la tensione inversa diminuisce, le proprietà del diodo vengono ripristinate. Per i diodi zener, ad esempio, questa è generalmente la modalità operativa. Tuttavia, questa corrente aggiuntiva, sebbene limitata dal resistore, può causare il surriscaldamento della giunzione p-n del LED, con conseguente fuga termica irreversibile e ulteriore distruzione del cristallo. Pertanto, non dovresti essere pigro per installare un diodo shunt. Inoltre, quasi tutti i diodi al silicio sono adatti a questo, poiché (a differenza dei diodi al germanio) hanno una piccola corrente inversa e quindi non la prenderanno in carico, riducendo la luminosità del LED deviato.

Gli errori più comuni quando si collegano i LED

3. Accensione dei LED in serie, progettati per correnti diverse. In questo caso, uno dei LED si consumerà o si illuminerà debolmente, a seconda dell'impostazione corrente del resistore limitatore.

5. Collegare il LED ad una rete di corrente alternata (es. 220 V) senza adottare misure per limitare la tensione inversa. Per la maggior parte dei LED, la tensione inversa massima consentita è di circa 2 volt, mentre la tensione di semiciclo inverso quando il LED è bloccato crea una caduta di tensione ai suoi capi pari alla tensione di alimentazione. Esistono molti schemi diversi che eliminano gli effetti distruttivi della tensione inversa. Il più semplice è discusso sopra.

6. Installazione di una resistenza di potenza insufficiente. Di conseguenza, il resistore diventa molto caldo e inizia a sciogliere l'isolamento dei fili che lo toccano. Quindi la vernice brucia e alla fine crolla sotto l'influenza dell'alta temperatura. Un resistore non può dissipare in sicurezza più della potenza per la quale è stato progettato.

Se non si dispone della resistenza richiesta

La resistenza ® e la potenza (P) richieste del resistore possono essere ottenute combinando resistori di altri valori nominali e potenze in ordine in serie-parallelo.
Formula di resistenza per connessione seriale resistori

Formula di resistenza per collegamento in parallelo resistori

R = (R1 * R2) / (R1 + R2) o R = 1 / (1 / R1 + 1 / R2)

Quantità illimitata:

R = 1 / (1 / R1 + 1 / R2 + … + 1 / Rn)

Potenza del resistore

Le potenze dei resistori nell'insieme si calcolano in base alle stesse formule dei singoli resistori. Quando collegati in serie, la tensione di alimentazione viene sostituita nella formula di calcolo della potenza meno la caduta di tensione tra gli altri resistori in serie e il LED.

4 anni